振動解析 / 共振周波数・固有モード・周波数応答

機械構造物の振動現象は共振周波数（固有振動数=固有値）、固有モード、および周波数応答（伝達関数）で表されます。これらを解析シミュレーション（振動解析）によって再現し、低振動化を前提とした構造変更案を検討します。ソフトウェアは構造解析プログラムとして長年の実績があるNX Nastranを使用します。本ソフトウェアは以下のような構造の振動現象をコンピュータ上で再現（予測、シミュレーション）することができます。

  • プレスされた板を組み合わせた板金構造
  • モータやアクチュエータなどが装着されたフレーム構造
  • エンジン本体やコンプレッサ本体など、鋳物部品や削り出し部品の集合体
  • まくらぎなどの鉄筋コンクリート構造
  • ショックアブソーバーやコイルスプリング（リーフスプリング）などから構成される車両構造

振動解析では主としてNX Nastranのノーマルモード解析（モード解析、固有値解析）および周波数応答解析（伝達関数、実稼働振動の算出）を用います。これらの解析手法により、共振時の振動モードをもとに着目する構造変更部位を絞り込み、板厚やバネレート、減衰といったパラメータを変更したときの低振動化の効果を予測しながら構造変更案を導き出します。車両の低周波振動を低減する場合はマスバネダンパーモデルを用いることで、以下のような特性値を算出することができます。

    • サスペンションの質量、バネレート、減衰力（ダンピング）
    • パワープラントの質量、マウントの剛性、ロスファクタ（損失係数、tanδ=通称「タンデル」）
    • 各種ブッシュの剛性、ロスファクタ
    • パワープラント支持傾角

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    { ご参考情報 ]

    ▶モデルコリレーションは正しい実験から

    { ご参考情報 ]

    ▶シミュレーションのポイント – 1) コンポーネントの振動特性

    ▶シミュレーションのポイント – 2) 重量物の慣性特性

    ▶シミュレーションのポイント – 3) 取り付け点剛性（動剛性）

    　

    騒音解析（音響解析）/ 音圧レベルの周波数応答

    構造振動によって生じる閉空間内部の音圧変動（圧力変動）をシミュレーションします。この音圧変動は一般的に低周波騒音と呼ばれ、耳を圧迫するようなこもり音（Booming Noise）となるため、乗り物の場合は乗り心地を評価する上での代表的な評価項目となります。構造モデルとその内部の空間をメッシュでモデル化して連成解析することで空洞共鳴や構造共振による音圧変動（SPL：Sound Pressure Level）を求めることができます。

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